2.3 投海
投海實(shí)際上就是一種污染物的轉(zhuǎn)移,通過(guò)選擇一個(gè)距離和深度適宜的處置場(chǎng)所,把電鍍污泥倒人海洋這個(gè)大受體。投海處置曾經(jīng)也是污泥處置的一種重要方式,如美國(guó)在1899-1965年就曾把包括電鍍重金屬污泥在內(nèi)的多種廢物進(jìn)行投海處理,歐共體國(guó)家中的英國(guó)、愛(ài)爾蘭等的25% ~45% 固體廢物采用投海的方式進(jìn)行處理。但對(duì)于有明顯毒性的污泥必須經(jīng)過(guò)固化后才允許投入海洋。不管是直接投海,還是固化后再投海,其對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)健康造成的威脅是難以避免的,所以國(guó)際公約已明令禁止,1998年以后不準(zhǔn)再向海洋直接排污。
2.4 焚燒熱處理
污泥焚燒是利用高溫將污泥中的有機(jī)物徹底氧化分解,最大程度地使污泥中的某些劇毒成分毒性降低。通過(guò)焚燒熱處理,可以大大減少電鍍污泥的體積,降低對(duì)環(huán)境的危害。此外,焚燒的產(chǎn)物還有利用價(jià)值,如灰渣可用于制磚、鋪路或他用,焚燒產(chǎn)生的熱量可用于發(fā)電。因此,焚燒熱處理是實(shí)現(xiàn)電鍍污泥減量化z無(wú)害化的一種快捷、有效的技術(shù)。近年一些學(xué)者在焚燒減容的基礎(chǔ)上,對(duì)焚燒渣的資源化利用進(jìn)行了廣泛的研究,廖昌華等 以含低濃度Cu、Ni的電鍍重金屬污泥為研究對(duì)象,在適宜的溫度下,通過(guò)焚燒預(yù)處理,使污泥中的重金屬含量提高,從而為最終浸出有價(jià)金屬制取海綿銅和硫酸鎳產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。但是,由于這種方法能耗較高,對(duì)焚燒設(shè)備和條件有一定要求,一般的小電鍍廠難以承受巨額的處理費(fèi)用,所以很難得到大面積的推廣。
3 電鍍重金屬污泥的資源化綜合利用
由于資源貧化和環(huán)境污染的加劇,電鍍污泥作為一種重要的重金屬資源加以回收利用,一直是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。工業(yè)化國(guó)家上世紀(jì)70—80年代已普遍重視從電鍍污泥中回收重金屬的新技術(shù)開(kāi)發(fā)。中國(guó)在“七五”和“八五”期間也專(zhuān)門(mén)設(shè)立了關(guān)于電鍍污泥資源化的攻關(guān)課題 。作為一種廉價(jià)的二次資源,只要采用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ǎ婂兾勰啾隳茏儚U為寶,帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展,電鍍污泥的資源化利用將逐漸成為前景廣闊的綠色產(chǎn)業(yè)。
3.1 回收重金屬
3.1.1 浸出一沉淀法對(duì)電鍍污泥進(jìn)行選擇性浸出,使其中的重金屬分組溶出,這是回收重金屬的關(guān)鍵一步,也是決定后續(xù)金屬回收率的關(guān)鍵所在。金屬的浸出溶解主要有酸浸和氨浸兩種工藝。目前國(guó)際上偏向于采用選擇性相對(duì)較好的氨浸。由于沉淀法分離回收浸出液中的重金屬,工藝簡(jiǎn)單,應(yīng)用較為廣泛。捷克 u-的研究者提出了一種處理鎳電鍍污泥的多級(jí)沉淀工藝,并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了研究。該技術(shù)包括污泥酸浸、多種沉淀方法凈化硫酸鹽浸出液,使共存于鎳電鍍污泥中的雜質(zhì),如Fe、zn、cu、cr、Cd、A1等被脫除,最后一級(jí)沉淀中鎳以氫氧化物的形式從凈化溶液中分離出來(lái)。鎳的最終沉淀物達(dá)到的純度足以在冶金工業(yè)中直接再利用。毛諳章等人? 研究了硫化物沉淀分離提純、氯酸鈉硫酸體系浸出回收銅的工藝路線(xiàn),銅的總回收率達(dá)到94.5% 。陳凡植等 研究采用常溫下浸出、鐵屑置換、多步沉淀凈化制取硫酸鎳和固化處理工藝綜合利用電鍍污泥,得到的海綿狀銅粉,品位在90% 以上,回收率達(dá)95% ,還可以得到工業(yè)純的硫酸鎳,鎳的回收率大于80% 。
3.1.2 浸出一溶劑萃取法
電鍍污泥的溶劑萃取法,是在浸出液中加入與水互補(bǔ)相容的有機(jī)溶劑,或含有萃取劑的有機(jī)溶劑,通過(guò)傳質(zhì)過(guò)程,使污泥中的某些重金屬物質(zhì)進(jìn)入有機(jī)相,從而達(dá)到分離濃集的目的,也稱(chēng)液一液萃取法。20世紀(jì)70年代,瑞典國(guó)家技術(shù)發(fā)展委員會(huì)支持Chalmers大學(xué)開(kāi)發(fā)了Am—MAR“浸出一溶劑萃取”工藝回收電鍍污泥中的cu、zn、Ni等重金屬物質(zhì),并逐步形成工業(yè)規(guī)模。中國(guó)的祝萬(wàn)鵬等 ’”’ 以溶劑萃取工藝為主體,先后進(jìn)行了一系列從電鍍污泥中回收有價(jià)金屬的實(shí)驗(yàn)研究,先是采用氨絡(luò)合分組浸出一蒸氨一水解硫酸浸出一溶劑萃取一金屬鹽結(jié)晶工藝,對(duì)電鍍污泥進(jìn)行有價(jià)金屬的回收,并得到了含Cu、zn、Ni、cr等的各種高純度金屬鹽類(lèi)產(chǎn)品。后來(lái)采用N ,一煤油一H sO 四級(jí)逆流萃取工藝,可使銅的萃取率達(dá)99% ,而共存的鎳和鋅損失幾乎為零。銅在此工藝過(guò)程中以銅鹽CuSO ·5H:O,或電解高純銅的形式回收,初步經(jīng)濟(jì)分析表明,其產(chǎn)值抵消日常的運(yùn)行費(fèi)用,還具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。整個(gè)工藝過(guò)程較簡(jiǎn)單,循環(huán)運(yùn)行,基本不產(chǎn)生二次污染。后來(lái)經(jīng)過(guò)工藝改進(jìn),該小組又研究了硫酸浸出一P姍~煤油一硫酸體系,萃取分離鐵、鈉皂一P:。 一煤油一硫酸體系共萃取鉻、鋁一反萃取分離鉻、鋁工藝,回收電鍍污泥氨浸渣中的金屬。通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn),并且確定了全流程的最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明,鐵鉻渣中的金屬鉻、鋁和鐵均可以高純度鹽類(lèi)形式回收,可作為化學(xué)試劑使用,回收率達(dá)95% 以上。葡萄牙的J.E.Silva等 對(duì)含有cu、cr、zn、Ni等重金屬的電鍍污泥,采用硫酸浸出一置換除銅一沉淀除鉻一D2EHPA和Cyancx 272萃取分離鋅、鎳一結(jié)晶的工藝進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示,D2EHPA對(duì)鋅的萃取率要比Cyancx 272高,且存在于有機(jī)相中的鋅能全部被回收,經(jīng)過(guò)結(jié)晶后,能得到純度相當(dāng)高的硫酸鎳產(chǎn)品。在銅、鉻的去除階段,銅的回收率達(dá)到90% ,產(chǎn)生的Cr—CaCO,沉淀,有可能制作硅酸鹽材料。
3.1.3 電解法
根據(jù)物理化學(xué)中的電解基本原理,在國(guó)內(nèi)一些冶煉廠對(duì)主要含F(xiàn)e(OH),和Cr(OH) 組分的污泥進(jìn)行了電解法處理,其中武漢冶煉廠¨ 的方法值得借鑒。他們將一定量的水和硫酸加入到污泥中,沸騰后靜止30 min,過(guò)濾后的濾液移至冷凍槽,然后加入理論量1~2.5倍的硫酸銨,使生成硫酸鉻和硫酸鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殍F礬,根據(jù)鉻礬和鐵礬在低溫(75℃)條件下溶解度的不同而達(dá)到鉻、鐵的分離,最后,可回收90% 以上的鉻。
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